(57)【要約】【課題】構成を簡略化でき、省スペース化と低コスト化を実現できる反射型位置エンコーダを提供する。【解決手段】コードホイール１は、円周経路上に交互に配置された反射領域と非反射領域で構成される第１のトラック４と、第１のトラック４と異なる円周経路上に配置され、基準位置を識別するための反射領域と非反射領域で構成される第２のトラック７とを有する。上記コードホイール１上の第１のトラック４と第２のトラック７に１つの発光デバイス１６から光を照射する。上記第１のトラック４からの反射光を第１の光検出器１７により検出し、検出された信号に基づいて第１の電気回路２２がコードホイール１の移動情報を表す信号を出力する。上記第２のトラック７からの反射光を第２の光検出器１５により検出し、検出された信号に基づいて第２の電気回路２３がコードホイール１の基準位置を表す信号を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周経路上に交互に配置された反射領域と非反射領域で構成される第１のトラックと、上記第１のトラックと異なる円周経路上に配置され、基準位置を識別するための反射領域と非反射領域で構成される第２のトラックとを有するコードホイールと、
上記コードホイール上の第１のトラックと第２のトラックに光を照射する１つの発光デバイスと、
上記発光デバイスの光が照射された上記第１のトラックからの反射光を検出する第１の光検出器と、
上記発光デバイスの光が照射された上記第２のトラックからの反射光を検出する第２の光検出器と、
上記第１の光検出器により検出された信号に基づいて上記コードホイールの移動情報を表す信号を出力する第１の電気回路と、
上記第２の光検出器により検出された信号に基づいて上記コードホイールの基準位置を表す信号を出力する第２の電気回路とを備えたことを特徴とする反射型位置エンコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の反射型位置エンコーダにおいて、
上記発光デバイスと上記第１の光検出器および上記第２の光検出器は、上記コードホイールの半径方向に沿って配置されていることを特徴とする反射型位置エンコーダ。
【請求項３】
請求項２に記載の反射型位置エンコーダにおいて、
上記第１の光検出器が上記第１のトラック側の領域に配置され、
上記第２の光検出器が上記第２のトラック側の領域に配置され、
上記第１の光検出器と上記第２の光検出器との間に上記発光デバイスが配置されていることを特徴とする反射型位置エンコーダ。
【請求項４】
請求項３に記載の反射型位置エンコーダにおいて、
上記発光デバイスが上記第１のトラックと上記第２のトラックとの間の領域に対向する領域に配置されていることを特徴とする反射型位置エンコーダ。
【請求項５】
請求項１に記載の反射型位置エンコーダにおいて、
上記第１の光検出器と上記第２の光検出器および上記発光デバイスが異なる透光性部材に夫々閉じ込められ、
上記発光デバイスが閉じ込められた上記透光性部材と上記第１の光検出器が閉じ込められた上記透光性部材との間、および、上記発光デバイスが閉じ込められた上記透光性部材と上記第２の光検出器が閉じ込められた上記透光性部材との間が遮光性部材により遮蔽されていることを特徴とする反射型位置エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型位置エンコーダに関し、より詳細には基準位置識別子と増分識別子を備えたコードホイールによって位置検出を行なう反射型位置エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット方式のプリンターにおいて、シート部材は、１つ以上のフィード用のローラーを使って、所定の経路に沿ってフィード機構により送られる。上記ローラーは、通常投入トレイ内のシート部材と摩擦で噛み合うように構成され、印刷を行なう印字領域に導かれる。上記ローラーは、シートを正確に配置するために高い精度で動かされる。従って、印刷の品質はローラー位置の正確な識別に依存し、その作業は位置エンコーダを使って行なわれる。
【０００３】
そのような位置エンコーダとしては、隣接するコードホイールのトラックに沿った増分標識を識別する１つ以上のセンサユニットを使用する反射型位置エンコーダがある。この反射型位置エンコーダのコードホイールは、フィードローラーとコードホイールの両方の中心軸の周りに、フィードローラーと共に回転するように取り付けられている。上記コードホイールが回転すると、センサユニットとその付随構造が通過する増分標識の数を数え、各増分標識がコードホイールの所定の角度の動きを示す。これにより、コードホイールとローラーとそれによって搬送されるシートの相対的な動きを識別することができる。
【０００４】
上記従来の反射型位置エンコーダに関する１つの問題点は、コードホイールの絶対位置を識別する難しさに関連していた。例えば、従来の反射型位置エンコーダは、単にコードホイールの位置の増分変化をカウントするもので、コードホイールの実際の位置を識別できる基準を提供していない。しかしながら、そのような情報は、固有のエンコーダ位置決め誤差に対処すると共に、シート上の画像の適切な配置を保証するのに重要である。
【０００５】
従来は、このような問題を解決するために、コードホイールに別のトラックを追加し、それに対応するセンサユニットを追加していた(例えば、特開平１０−２２７６５８号公報(特許文献１)参照)。
【０００６】
図３は従来のコードホイールに別のトラックを追加し、それに対応する光検出器を追加した反射型位置エンコーダにおけるコードホイールとセンサユニットの位置関係を示す構造図である。図３に示すように、コードホイール１０１は、円周経路上に交互に配置され、増分識別子となる反射領域１０２と非反射領域１０３で構成される第１のトラック１０４と、第１のトラック１０４と異なる円周経路に配置され、基準位置識別子となる反射領域１０５と非反射領域１０６で構成される第２のトラック１０７とを有する。また、上記第１のトラック１０４からの変調光(反射光)を電気信号に変換する第１のセンサユニット１０８と、第２のトラック１０７からの変調光(反射光)を電気信号に変換する第２のセンサユニット１０９を備えている。
【０００７】
図示していないが、第１のセンサユニット１０８は、少なくとも１つの発光デバイスと少なくとも４個の光検出器を備え、各光検出器の出力信号を比較演算する。また、第２のセンサユニット１０９は、少なくとも１つの発光デバイスと光検出器を備えている。
【０００８】
上記構成においてコードホイール１０１が回転した時の第１のセンサユニット１０８と第２のセンサユニット１０９の出力信号を図４に示す。上記第１のセンサユニット１０８は、第１のトラック１０４の増分識別子が通過するのに応じて、位相がずれた１対の周期的出力信号１１１，１１２を生成し、それぞれの出力は、第１のトラック１０４に沿った増分識別子の分解能に対応する周波数を有する。従って周期的出力信号１１１,１１２からコードホイール１０１の回転方向、回転速度、相対的回転量を検出することができる。一方、第２のセンサユニット１０９は、第２のトラック１０７の基準位置識別子である反射領域１０５が通過した時にハイレベル論理となる出力信号１１３を生成する。従って、第２のセンサユニット１０９からの出力信号１１３からコードホイール１０１の基準位置を検出することができ、第１のセンサユニット１０８からの出力信号１１１,１１２と第２のセンサユニット１０９からの出力信号１１３とを組み合わせることにより、コードホイール１０１の任意の位置を検出することができる。
【０００９】
しかしながら、上記従来の反射型位置エンコーダにおいては、各センサユニットの出力が物理的に離れているので、各センサユニットを銅箔パターンで接続しなければならないことにより、実装スペースが増大する共に、コストが高くなるという問題点がある。
【特許文献１】特開平１０−２２７６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、この発明の目的は、構成を簡略化でき、省スペース化と低コスト化を実現できる反射型位置エンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、この発明の反射型位置エンコーダは、円周経路上に交互に配置された反射領域と非反射領域で構成される第１のトラックと、上記第１のトラックと異なる円周経路上に配置され、基準位置を識別するための反射領域と非反射領域で構成される第２のトラックとを有するコードホイールと、上記コードホイール上の第１のトラックと第２のトラックに光を照射する１つの発光デバイスと、上記発光デバイスの光が照射された上記第１のトラックからの反射光を検出する第１の光検出器と、上記発光デバイスの光が照射された上記第２のトラックからの反射光を検出する第２の光検出器と、上記第１の光検出器により検出された信号に基づいて上記コードホイールの移動情報を表す信号を出力する第１の電気回路と、上記第２の光検出器により検出された信号に基づいて上記コードホイールの基準位置を表す信号を出力する第２の電気回路とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成の反射型位置エンコーダによれば、上記第１の光検出器により検出された信号に基づいて上記第１の電気回路から出力されるコードホイールの移動情報を表す信号を用いて、コードホイールの例えば回転方向,回転速度および相対的回転量などを検出する。一方、上記第２の光検出器により検出された信号に基づいて上記第２の電気回路から出力されるコードホイールの基準位置を表す信号を用いて、コードホイールの基準位置を検出する。したがって、１つの発光デバイスと第１,第２の光検出器によって、コードホイールの任意の位置を検出することができ、省スペース化と低コスト化が図れる簡単な構成の反射型位置エンコーダを実現できる。
【００１３】
また、一実施形態の反射型位置エンコーダは、上記発光デバイスと上記第１の光検出器および上記第２の光検出器は、上記コードホイールの半径方向に沿って配置されていることを特徴とする。
【００１４】
上記実施形態の反射型位置エンコーダによれば、上記発光デバイスと第１の光検出器および第２の光検出器は、コードホイールの半径方向に沿って配置されているので、１つのモジュールにすることが可能となり、従来のように各センサユニットを銅箔パターンで接続する必要がなく、省スペース化と低コスト化がさらに図れる。
【００１５】
また、一実施形態の反射型位置エンコーダは、上記第１の光検出器が上記第１のトラック側の領域に配置され、上記第２の光検出器が上記第２のトラック側の領域に配置され、上記第１の光検出器と上記第２の光検出器との間に上記発光デバイスが配置されていることを特徴とする。
【００１６】
上記実施形態の反射型位置エンコーダによれば、上記第１のトラック側の領域に配置された第１の光検出器と、上記第２のトラック側の領域に配置された第２の光検出器との間に発光デバイスを配置することによって、発光デバイスから出射されて第１のトラックで反射した光が、第２のトラック側の領域に配置された第２の光検出器に入射されない一方、発光デバイスから出射されて第２のトラックで反射した光が、第１のトラック側の領域に配置された第１の光検出器に入射されないようにできる。したがって、第１,第２の光検出器は、対応する第１,第２のトラックからの反射光を夫々確実に受けつつ、他方のトラックからの不要な反射光を受光しないので、対応するトラック以外のトラックからの反射光による性能低下を低減できる。
【００１７】
また、一実施形態の反射型位置エンコーダは、上記発光デバイスが上記第１のトラックと上記第２のトラックとの間の領域に対向する領域に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
上記実施形態の反射型位置エンコーダによれば、上記第１のトラックと第２のトラックとの間の領域に対向する領域に発光デバイスを配置することによって、第２のトラックからの反射光が第１の光検出器側に反射しないので、第２のトラックからの反射光が第１の光検出器に入射するのを確実に抑制できる。また、第１のトラックからの反射光が第２の光検出器側に反射しないので、第１のトラックからの反射光が第２の光検出器に入射するのを確実に抑制できる。
【００１９】
また、一実施形態の反射型位置エンコーダは、上記第１の光検出器と上記第２の光検出器および上記発光デバイスが異なる透光性部材に夫々閉じ込められ、上記発光デバイスが閉じ込められた上記透光性部材と上記第１の光検出器が閉じ込められた上記透光性部材との間、および、上記発光デバイスが閉じ込められた上記透光性部材と上記第２の光検出器が閉じ込められた上記透光性部材との間が遮光性部材により遮蔽されていることを特徴とする。
【００２０】
上記実施形態の反射型位置エンコーダによれば、上記発光デバイスが閉じ込められた透光性部材と第１の光検出器が閉じ込められた透光性部材との間が遮光性部材により遮蔽され、発光デバイスが閉じ込められた透光性部材と第２の光検出器が閉じ込められた透光性部材との間が遮光性部材により遮蔽されることによって、内乱光による雑音の発生を低減できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上より明らかなように、この発明の反射型位置エンコーダによれば、構成を簡略化でき、省スペース化と低コスト化を図ることができる反射型位置エンコーダを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の反射型位置エンコーダを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態に係る反射型位置エンコーダのコードホイールとセンサユニットの位置関係を示す構造図である。図１(a)は上記反射型位置エンコーダの上面図であり、図１(b)は図１(a)のＩ−Ｉ線から見た断面模式図である。この実施形態の反射型位置エンコーダは、インクジェット方式のプリンターにおいて、シート部材を正確に送るためのローラーの回転位置検出に用いられる。
【００２４】
図１(a),(b)に示すように、この反射型位置エンコーダは、回転軸１０を中心に回転する円板形状のコードホイール１と、上記コードホイール１の外周側の領域に対向するように配置されたセンサユニット１４とを備える。
【００２５】
上記コードホイール１は、円周経路上に交互に配置され、反射領域(増分識別子)２と非反射領域３で構成された第１のトラック４と、第１のトラック４と異なる円周経路上に配置され、反射領域(基準位置識別子)５と非反射領域６で構成された第２のトラック７とを有する。
【００２６】
また、上記センサユニット１４は、コードホイール１上の第１のトラック４と第２のトラック７に光を照射する１つの発光デバイス１６と、第１のトラック４からの反射光を検出する第１の光検出器１７と、第２のトラック７からの反射光を検出する第２の光検出器１５と、コードホイール１の移動情報を表す信号を出力する第１の電気回路２２およびコードホイール１の基準位置を表す信号を出力する第２の電気回路２３を備えている。そして、上記発光デバイス１６が透光性部材１９に閉じ込められ、第１の光検出器１７と第１の電気回路２２が透光性部材２０に閉じ込められている。また、上記第２の光検出器１５と第２の電気回路２３が透光性部材１８に閉じ込められている。上記透光性部材１８〜２０の内面での反射光を遮蔽するため、透光性部材１８〜２０コードホイール１に対向する上面を除く領域を覆うように遮光性部材２１を設けている。上記第２の電気回路２３と第２の光検出器１５と発光デバイス１６と第１の光検出器１７および第１の電気回路２２が半径方向に沿って中心側から外側に向かって順に配置されている。
【００２７】
図２は、図１のＩ−Ｉ線から見た断面における発光デバイス１６からの出射光の経路を示している。図２から明らかなように、発光デバイス１６からの出射光は、コードホイール１に向かって拡散し、第１のトラック４と第２のトラック７に夫々照射される。そして、回転するコードホイール１の第１のトラック４の反射領域２が通過すると、第１のトラック４の反射領域２からの反射光が第１の光検出器１７に入射し、第２のトラック７の反射領域５が通過すると、第２のトラック７の反射領域５からの反射光が第２の光検出器１５に入射する。
【００２８】
上記第１の光検出器１７は、少なくとも４個の受光デバイスを備え、第１の電気回路２２により各受光デバイスの出力信号を比較演算する。また、上記第２の光検出器１５は、少なくとも１つの受光デバイスを備えている。
【００２９】
上記構成の反射型位置エンコーダにおいて、コードホイール１が回転したとき、第１の光検出器１７は、第１のトラック４の反射領域(増分識別子)２が通過するに応じて、位相がずれた１対の出力信号(コードホイール１の移動情報を表す信号)を生成し、それぞれの出力信号は、第１のトラック４に沿った増分識別子の分解能に対応する周波数を有する。したがって、上記第１の光検出器１７の出力信号からコードホイール１の回転方向、回転速度、相対的回転量を検出することができる。一方、第２の光検出器１５は、第２のトラック７の反射領域(基準位置識別子)５が通過したときにハイレベル論理となる出力信号(コードホイール１の基準位置を表す信号)を生成する。したがって、上記第２の光検出器１５の出力信号からコードホイール１の基準位置を検出することができ、第１の光検出器１７の出力信号と第２の光検出器１５の出力信号とを組み合わせることにより、コードホイール１の任意の位置が検出される。
【００３０】
また、発光デバイス１６と第１の光検出器１７との距離および発光デバイス１６と第１の光検出器１７との距離は、小さい程、高い受光強度が得られ、内面での反射光の各光検出器方向への入射量が増大するが、遮光性部材２１によって遮蔽されるので、内乱光の問題は回避できる。
【００３１】
このように、上記構成の反射型位置エンコーダによれば、第１の光検出器１７により検出された信号に基づいて第１の電気回路２２から出力されるコードホイール１の移動情報を表す信号を用いて、コードホイールの回転方向,回転速度および相対的回転量を検出する。一方、上記第２の光検出器１５により検出された信号に基づいて第２の電気回路２３から出力されるコードホイール１の基準位置を表す信号を用いて、コードホイール１の基準位置を検出する。したがって、上記１つの発光デバイス１６と第１,第２の光検出器１７,１５によりコードホイール１の任意の位置を検出することができると共に、構成を簡略化して省スペース化と低コスト化を実現でき、従来の反射型位置エンコーダと同様の出力信号(図４に示す)を生成する反射型位置エンコーダを提供することができる。
【００３２】
また、上記発光デバイス１６と第１の光検出器１７および第２の光検出器１５は、コードホイール１の半径方向に沿って配置されているので、１つのモジュールにすることが可能となり、複数のセンサユニットを銅箔パターンで接続する必要がなく、省スペース化と低コスト化がさらに図れる。
【００３３】
また、上記第１の光検出器１７と第２の光検出器１５との間に発光デバイス１６を配置することによって、発光デバイス１６から出射されて第１のトラック４で反射した光が、第２のトラック７側の領域に配置された第２の光検出器１５に入射されない一方、発光デバイス１６から出射されて第２のトラック７で反射した光が、第１のトラック４側の領域に配置された第１の光検出器１７に入射されないようにできる。したがって、第１の光検出器１７は、対応する第１のトラック４からの反射光を確実に受けることができると共に、他方の第２のトラック７からの不要な反射光が受光されず、第２の光検出器１５は、対応する第２のトラック７からの反射光を夫々確実に受けることができると共に、他方の第１のトラック４からの不要な反射光が受光されない。したがって、上記第１,第２の光検出器１７,１５は、対応するトラック以外のトラックからの反射光による雑音成分を抑制でき、性能を向上できる。
【００３４】
また、上記第１のトラック４と第２のトラック７との間の領域に対向する領域に発光デバイス１６を配置することによって、第２のトラック７からの反射光が第１の光検出器１７側に反射しないので、第２のトラック７からの反射光が第１の光検出器１７に入射するのを確実に抑制できる。また、第１のトラック４とからの反射光が第２の光検出器１５側に反射しないので、第１のトラック４とからの反射光が第２の光検出器１５に入射するのを確実に抑制できる。
【００３５】
また、上記発光デバイス１６が閉じ込められた透光性部材１９と第１の光検出器１７が閉じ込められた透光性部材２０との間が遮光性部材２１により遮蔽され、かつ、発光デバイス１６が閉じ込められた透光性部材１９と第２の光検出器１５が閉じ込められた透光性部材１８との間が遮光性部材２１により遮蔽されることによって、内乱光による雑音の発生を低減できる。
【００３６】
上記実施の形態では、第１のトラック４が第２のトラック７の外側に形成されていたが、第１のトラック４が第２のトラック７の内側に形成されている場合においては、第１,第２の光検出器の配置を逆にすることにより同様の効果を得ることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態では、インクジェット方式のプリンターにおける反射型位置エンコーダについて説明したが、本発明の反射型位置エンコーダは広い用途に利用でき、特にプリンターのシート部材を正確に送るローラーの回転位置検出に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る反射型位置エンコーダのコードホイールとセンサユニットの位置関係を示す構造図である。
【図２】図２は図１のＩ−Ｉ線から見た断面における発光デバイスからの出射光の経路を説明するための図である。
【図３】図３は従来の反射型位置エンコーダのコードホイールとセンサユニットの位置関係を示す構造図である。
【図４】図４は従来の反射型位置エンコーダの出力信号の波形を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…コードホイール
２…反射領域
３…非反射領域
４…第１のトラック
５…反射領域
６…非反射領域
７…第２のトラック
８…第１のセンサユニット
９…第２のセンサユニット
１０…回転軸
１４…センサユニット
１５…第２の光検出器
１６…発光デバイス
１７…第１の光検出器
１８〜２０…透光性部材
２１…遮光性部材
２２…第１の電気回路
２３…第２の電気回路
１１１,１１２,１１３…出力信号
【図１】
2005326266.tif 000003
【図２】
2005326266.tif 000004
【図３】
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【図４】
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